بخشی از مقاله
مراجع
-1 افشین کازرونی، مهرداد کازرونی و محسن شکوري مقدم؛ راهحل ERP مبتنی بر فناوري اطلاعات -2 مسعود زرگر؛ مفاهیم فناوري اطلاعات- 1380
-3 تمیزي علیرضا؛ اتوماسیون از نگاه دایره المعارف بریتانیکا؛ صنعت هوشمند؛ شماره 2 تیر1377
_ _
-4 علی قنبري رضا؛ اتوماسیون، نگاهی دوباره؛ صنعت هوشمند؛ شماره 31
_
مقدمه
با پیشرفت سریع تکنولوژي و استفاده از تکنولوژيهاي جدید در زمینه تولید، امروزه کارخانجات و مؤسسات تولیدي سعی میکنند که در سیستم تولیدي خود از این تکنولوژيهاي جدید استفاده کنند. در این قرن، توسعه سریع محصول که نیازهاي مشتري را از نظر ارزش، کیفیت و عملکرد تأمین میکند یک شاخص رقابتی براي تمام شرکتها می باشد و شرکتهایی که پیشرفت سرسام آور تکنولوژي را درك کردهاند، همواره در پی شناسایی تکنولوژيهاي جدید و استفاده از آنها می باشند تا بتوانند در بازارهاي رقابتی و جهانی حضور داشته باشند.
هم اکنون تولیدکنندگان با تغییر سریع و مداوم و رقابت سخت در بازار فراگیر مواجه هستند، به گونهاي که رویکردهاي سنتی تولید پاسخگو نمیباشد و براي دوام شرکت و حضور در بازار فراگیر باید از روشهاي جدید تولیدي استفاده کرد. در چند سال اخیر اتوماسیون کارگاهی راه حل خوبی براي حل این مشکل به نظر میرسید، اما امروزه این صنعت به تنهایی پاسخگوي مناسبی به نیاز شرکتها براي تولید سریع و مطابق نیاز مشتري نمی باشد.
تداوم تقاضاي محصول با کیفیت، هزینههاي کمتر تولید، و به بازار رسانی سریعتر محصول، بیشتر شرکتها را مجبور میسازد تا سیاستها، فرایندها و اقدامات خود را در توسعه محصول تغییر دهند. در حال حاضر یکپارچهسازي سیستم تولیدي با سیستم ERP، راه حل جدیدي است که تا به امروز مشکلات بسیاري از شرکتها را رفع نموده و علاوه بر حضور پایدار آنها در بازارهاي رقابتی، سود کلانی را هم براي آنها به ارمغان آورده است.
در این مقاله ابتدا در بخش اول به تشریح ادبیات اتوماسیون صنعتی، ERP، فناوري اطلاعات و یکپارچه سازي خواهیم پرداخت تا با ایجاد فضاي ذهنی مناسب، راه را جهت ادامه مسیر هموار سازیم. در بخش دوم مدیریت اطلاعات تولید و سیستمهاي اطلاعاتی اتوماسیون صنعتی را تشریح خواهیم نمود. در بخش سوم با تمرکز بر روي مجموعههاي تولیدي و مرتبط با اطلاعات سطح کارخانه ERP، پیاده سازي ERP را در واحدهاي تولیدي تبیین مینماییم. در بخش نهایی، با تحلیل وضعیت موجود، تکنولوژيهاي یکپارچه سازي را معرفی و راهکارها و نتایج آن را بیان خواهیم نمود.
-2 مفهوم ERP
سازمانها و واحدهاي صنعتی در قرن 21 با چالش توسعه و انقلاب ابزاري فن آوري اطلاعات روبرو میباشند. هدف هر سازمان براي ورود به دنیاي فناوري اطلاعات، استفاده از آن در فرایندهاي مربوطه، با محوریت توجه به مشتري و سپس سود بیشتر است. در اینجا سازمانهایی مورد توجه قرار میگیرند که میتوانند با استفاده از آخرین دستآوردهاي فنآوري موجود در زمینه فناوري اطلاعات براي اداره فعالیتهاي سازمان خود، به جامعه (در کل) سود برسانند. یکی از آخرین فن آوريهاي اطلاعات در زمینه تحول سازمانها، مدیریت یکپارچه منابع سازمان معروف به ERP1 است. هدف اصلی در این راه حل، نفوذ فناوري اطلاعات در تمام مراحل فعالیتهاي یک سازمان یا بنگاه اقتصادي است تا منابع مختلف با رعایت تبادلات منطقی بین هم، خروجی یکپارچهاي ارائه کنند.
-1-2 جایگاه ERP در سازمان
1 Enterprise Resource Planning
هر سازمان از چند بخش یا زیر مجموعه تشکیل شده است که برخی عمودي، مانند واحدهاي تولیدي و برخی افقی مانند واحدهاي منابع انسانی، مالی و ... میباشند. در هر سازمان هدف نهایی به صورت اهداف استراتژیک ویژه هر واحد تقسیم شده و بر اساس آن وظایف جداگانهاي براي هر زیر بخش یا واحد سازمانی تعریف میشود. در این صورت واحدهاي سازمانی بدون توجه به تأثیر روي فعالیتهاي دیگر واحدهاي همان سازمان و مشتریانشان، تصمیم گیري میکنند. همچنین واحدهاي سازمانی توجه کمتري به استفاده بهینه از منابع و زیر ساختهاي عمومی در سازمان دارند. و ممکن است اولویت هاي هر واحد مغایر با اولویتها یا فرایندهاي دیگر واحدها باشد، و در نتیجه توجه به اهداف اصلی در سازمان کم رنگ میشود.
بنابراین به راه حلی نیاز است تا وظایف و فرایندهاي مختلف در یک سازمان به صورت یکپارچه و به یک حلقه یا زنجیر واحد تبدیل شود؛ تا منتهی به یک ارزش کلی براي سازمان و مشتریانش گردد. با این شیوه، مدیریت سازمان با استفاده از دادههاي کل سازمان میتوان در زمان مناسب تصمیم گیري کند. براي مشتري، این موجب کاهش زمان و هزینه در دستیابی به کالا یا خدمات مورد نیاز میشود. از این رو، می توان مشاهده کرد که چگونه ERP به طور سنتی به سازمانها و مشتریان کمک میکند. تمرکز ERP اکنون بیشتر روي طراحی مجدد فرایندها (BPR)1 است که موجب شفاف سازي و بهینه سازي فرایندها شده و همچنین باعث بالا بردن بهرهوري و کاهش هزینه و نهایتا ارزش بیشتر براي مشتري می شود. در حقیقت، امروزه ERP بیشتر مشتريگرا و در بستر Web اجرا میشود.
ERP تمام مراحل عملیاتی یک فرایند را در سازمان نمایش میدهد. یک سفارش پس از دریافت به بخش طراحی و سپس تولید هدایت میگردد. پس از آن به بخش انبار و نهایتا به ارسال کالا منجر میشود. این مراحل تا صدور صورتحساب و محاسبات درآمد در ارتباط با آن سفارش، در سیستم ERP ثبت و در اختیار تمام بخشهاي مربوطه در شرکت قرار میگیرد. به همین دلیل ERP را یک نرم افزار Back-Office مینامند. چرا که تنها با ارتباطات و واحدهاي داخلی سازمان کار دارد و به ارتباطات بیرونی سازمان (معروف به (Front-Office کاري ندارد. وظایف اخیر امروزه به عهده سیستمهاي CRM است. البته برخی شرکتهاي تولید کننده نرم افزارهاي ERP ، اخیرا محصول خود را همراه با خدمات CRM ارائه میکنند. ERP سفارش مشتري و مسیر انجام آن را طی مراحل مختلف به طور خودکار دنبال میکند. وقتی واحد خدمات مشتري اطلاعات یک سفارش را در سیستم ERP وارد میکند، آن واحد به تمام اطلاعات انجام سفارش دسترسی دارد؛ براي مثال، اطلاعات سابقه مالی سفارش از مجموعه مالی، سطح انبار شرکت از طریق مجموعه انبار و برنامه حمل از طریق مجموعه لجستیک قابل دسترس است.
افراد در بخشهاي مختلف سازمان به اطلاعات مشابهی دسترسی دارند و بنا به وظیفهاي که به عهده دارند میتوانند اطلاعات را بهنگام کنند. وقتی یکی از واحدهاي سازمان عملیات خود را روي یک سفارش یا فرایند به اتمام میرساند، اطلاعات و کنترل آن فرایند به طور اتوماتیک از طریق سیستم ERP به واحد بعدي منتقل میشود. براي اینکه بتوان مکان هر فرایند (یا سفارش) را در سازمان جستجو کرد، کافی است در سیستم ERP وارد شد و آن فرایند (یا سفارش) را ردیابی کرد. با این شیوه، فرایندها با سرعت و دقت بیشتري در سازمان انجام میشوند. مشتري در این شرایط سریعتر و با خطاي بسیار کمتري به کالاي خود میرسد.
با سیستم ERP ، گرچه پرسنل (براي مثال خدمات مشتري) شبیه یک اپراتور تنها اطلاعات را در کامپیوتر وارد کرده و کلید Enter را میزند، اما ERP با امکانات و خدمات خود آن افراد ساده را به افراد عملیاتی و حرفهاي تبدیل میکند. تمام اطلاعات سابقه و مالی مشتري، سطح انبار و انجام عملیات در هر بخش از سازمان را روي مانیتور در اختیار پرسنل واجد شرایط در سازمان قرار میدهد و مشخص میکند که آیا کالا به موقع براي مشتري ارسال میگردد! بدون چنین سیستمی خدمات مشتري به هیچ وجه نمیتواند به دقت و به موقع در جریان تمام اطلاعات فرایند انجام سفارشات قرار گیرد. چنانچه پرسنل انبار اطلاعات ورود و
1 Business Process Reengineering
خروج کالا به انبار را به موقع وارد نکنند، واحد فروش بر اساس اطلاعات غلط از انبار، تصمیم گیري میکند و ممکن است براي سازمان زیانهایی را در پی داشته باشد
-3 مفهوم اتوماسیون صنعتی
واژه اتوماسیون نخستین بار در اوایل دهه 1940 براي نامیدن فرایندهایی به کار رفت که طی آنها، مکانیزمهاي مختلف براي انجام وظایفی که پیش از آن نیازمند نظارت، دخالت و کنترل انسان بودهاند مورد استفاده قرار میگرفت. از آن هنگام، این واژه در مورد گروه کثیري از ماشینها و سیستمهاي خودکار به کار رفت و به طور کلی به همه مواردي اطلاق میشود که در آنها هوش یا نیروي انسان در واکنشهاي مکانیکی، شیمیایی و الکتریکی، نقش خود را اساسا به عوامل دیگر سپرده است. بنابراین می توان گفت فرایندي "اتوماتیک شده" نامیده میشود که "خودکارتر" از نیاکان خود باشد.
با رشد و توسعه کامپیوترها و مفاهیمی چون منطق و کنترل ماشین، واژه "اتوماسیون"، مفهوم راضی کنندهتري یافت. بدین صورت که اکنون میتوان گفت، اتوماسیون عبارت است از عملیات خودکاري که توسط ترکیبی از فرامین برنامه ریزي شده و سنجش، فیدبک و تصمیم گیري خودکار هدایت میشود.
اتوماسیون در معناي گسترده به 2 دسته تقسیم میشود: اتوماسیون تولید، اتوماسیون خدمات.
اتوماسیون تولید شامل اتوماسیون در زمینه ماشین ابزار براي تولید قطعات، ماشینهاي مونتاژ اتوماتیک، پردازش اتوماتیک مواد، روباتهاي صنعتی، سیستمهاي نظارتی اتوماتیک، سیستمهاي کنترل فیدبک، سیستمهاي کامپیوتري براي طراحی محصولات و آنالیز آنها، سیستمهاي کامپیوتري براي تبدیل مستقیم طراحی به محصول به صورت اتوماتیک، سیستمهاي کامپیوتري براي طراحی و تصمیم گیري براي پشتیبانی از تولید میباشد.
از دیدگاهی دیگر انواع اتوماسیون را میتوان به صورت زیر گروهبندي کرد:
الف) اتوماسیون بدون تغییر1؛ که در واقع استفاده از ابزارهاي متداول مهندسی براي اتوماتیک کردن یک روند ثابت از فرایندها یا عملیات سرهم بندي (مونتاژ) را مدنظر دارد. این نوع اتوماسیون براي تولید با حجم بالا بسیار مناسب است و معمولا اجراي هرگونه تغییر در طرح تولید بسیار سخت است. این نوع اتوماسیون گاهی اوقات اتوماسیون سخت (hard Automation) نیز نامیده میشود.
ب) اتوماسیون قابل برنامه ریزي2؛ در اتوماسیون قابل برنامه ریزي ابزار آلات به گونهاي طراحی میشوند تا هر نوع تغییر خاصی در چرخه تولید محصول، قابل اعمال باشد که این تغییر میتواند از طریق تغییر برنامه ورودي اعمال گردد. پس از تولید حجم معینی از یک سري تولید، با تغییر برنامه نمونه جدیدي را براي یکسري جدید تهیه مینمود. نمونه امروزي آن را میتوان دستگاههاي تراش CNC نام برد.
ج) اتوماسیون انعطاف پذیر3؛ در این اتوماسیون، ابزارآلات به گونهاي طراحی میشوند که محصولات گوناگونی را تولید میکنند و زمان اندکی براي انجام تغییرات، براي عوض کردن نوع محصول صرف میشود. پس یک سیستم تولید انعطاف پذیر براي تولید ترکیبات گوناگونی از محصولات براساس هر گونه برنامه معینی قابل استفاده است. این نوع اتوماسیون به تولید کننده این توانایی را میدهد که چند محصول را به جاي یک محصول به صورت ارزان قیمت تولید کند.
1 Fixed Automation 2 Programmable automation 3 Flexible Automation
-1-3 ارتباط اتوماسیون صنعتی با کامپیوتر(سخت افزار – نرم افزار)
استفاده از نرم افزار و سخت افزار همانند سایر رشتهها در خصوص اتوماسیون صنعتی نیز پیشرفت شگرفی نموده است به طوري که در زمینه سخت افزار کامپیوترهاي مخصوص صنعتی 1، مادربردهاي صنعتی، حافظههاي صنعتی، بردهاي مختلف کسب اطلاعات و کنترل، سنسورهاي مختلف القایی، خازنی، مغناطیسی، نوري، ابزارهاي تست و اندازه گیري، سیستمهاي کنترل و مانیتورینگ،PLC ها، انواع کارتهاي الکترونیک، قفل دیجیتال و سایر بردها و رلههاي مخصوص با قابلیتهاي متفاوت طراحی و ساخته شده و همراه با نرم افزارهایی مانند کنترل و اتوماسیون خطوط تولید، کنترل پروسههاي صنعتی، سیستمهاي مانیتورینگ، کنترل توزیع شده((DCS، مدیریت کنترل و کسب اطلاعات (SCADA) و (ESD) و (DAS) و ... به عنوان یک یکپارچه ساز سیستم2 میتواند وارد عمل شده و به روشهاي عملی و فنی در شکل دادن جریان فرایند مربوطه عمل نماید.
یک صنعت هوشمند بایستی با استفاده از ابزارهاي دقیق و هوشمند و بررسی اجزاء تشکیل دهنده خود با یک برنامه منسجم و هماهنگ کننده به تکامل برسد. روشهاي زیر میتواند نمونهاي از این برنامه ریزيها باشد که در نصب و راه اندازي یک سیستم جامع اتوماسیون صنعتی قابل استفاده است:(Distributed Control System) DCS؛ (Supervisory Control and Data Acquisition) SCADA؛ کنترل پروسههاي صنعتی (Process Control)؛ سیستمهاي مانیتورینگ (Monitoring System)؛ کنترل و اتوماسیون خطوط تولید (Actory Automation)؛ سیستمهاي کسب و ذخیره اطلاعات (DAS)
-4 مفهوم یکپارچه سازي
در این مقاله معنایی از یکپارچهسازي که با ایجاد یک قالب استاندارد و تمامیت کارایی سروکار دارد مورد نظر میباشد. در تمامی واحدهاي صنعتی گسترده با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژي سیستمهایی اطلاعاتی مختلفی بخصوص در زمینه تولید ایجاد گشته است ولی با گسترش مفهومی به نام ERP میتوان این سیستمها را در این نرمافزار جامع طراحی نمود. یکی از مسائل مهم در این ترکیب, اتصال سیستمهاي اجرایی و عملکردي تولید کارخانهها با ERP میباشد. در این مقاله با بررسی جوانب مختلف سیستمهاي تولیدي در قالب اتوماسیون صنعتی و همچنین ERP به دنبال ارائه راهکارهاي اجرایی و عملی در جهت یکپارچه کردن سیستمهاي اطلاعاتی بکار رفته در اتوماسیون صنعتی با نرمافزار جامع ERP خواهیم بود.
-5 جایگاه سیستم هاي اطلاعاتی تولید در اتوماسیون صنعتی
MES یا سیستمهاي اجرایی تولید، مقولهاي است که اخیرا تعریف شده و نوعی نرم افزار صنعتی مختص محیطهاي تولیدي میباشد. گزارشهایی که در مورد آن ارائه شده است نشان می دهد که MES در صنایع تولیدي مختلف اعم از گسسته و پیوسته و تودهاي بهکار می رود، مخصوصا صنایع هوا و فضا، خودروسازي، نیمه هادي، پتروشیمی و دارویی. کاربرد آن در صنایعی نظیر فلزات، پلاستیک و ابزار پزشکی در حال افزایش است. در بازار رقابتی، MES به عنوان یک مجموعه تکنولوژي که در بهبود کارایی و توانایی ساخت و تولید حیاتی است، مطرح میباشد.
منظور از MES سیستمهاي اطلاعاتی میباشند که در سطح مجموعه صنعتی قرار داشته و بین سیستمهاي طراحی در دفترها و کنترلرهاي صنعتی در خود فرایند، ارتباط بهوجود میآورند.
MES با به کار بردن داده زمان حقیقی دقیق، در رابطه با فعالیتهاي مجموعه راهنمایی میکند ، پاسخ و گزارش میدهد. در نتیجه پاسخ سریع MES به تغییر شرایط، باعث میشود عملیات و فرایندهاي مؤثري در مجموعه صورت پذیرد. کاربران زیادي
1 Multi processor 2 System integrator
اثرات مثبت MES را قبول کرده و استفاده از آن را در صنایع خود شروع کردهاند. عدهاي نیز در حال پذیرش آن میباشند. کاربردهاي MES امکان دنبال کردن فعالیتها در سطح کارخانه با دقت بیشتر را ممکن میسازد و امکان واکنش سریع به تغییرات را مهیا میکند.
پارامترهاي مهم از نظر تولید کنندگان عبارت است از: کیفیت، هزینه و چرخه زمانی. MES به آنها کمک میکند تا با بهبود برنامه زمانبندي همه منابع مستقیم، همزمان کردن منابع پشتیبانی، مشخص کردن و حذف زمان و مواد هدر رفته، پارامترهاي مذکور را تحتالشعاع قرار دهند.
با اعمال MES، شرکت میتواند محیطی را آماده سازد تا جریان ساخت و تولید را مؤثر و پر بهره نماید، سرعت تولید را افزایش داده و بازده زمانی را افزایش دهد. این محیط تولیدي زمان صف را کاهش میدهد و عوامل افزایش صف را بررسی میکند. هدف نهایی، شتاب در امر جریان تولید در کارخانه به منظور تحویل سریعتر به بخش فروش میباشد.
با این دیدگاه همچنین میتوان تقاضاي کار را بر اساس فعالیتهاي معمول سطح کارخانه دنبال کرد و بررسی نمود. سیستم همچنین شامل قابلیتهایی در زمانبندي دینامیک میباشد که به شرکتها اجازه میدهد تغییرات در جدول زمانبندي را به شکل زمان حقیقی اعمال کنند.
قدم اول در تولید، نمایش و درك عملیات موجود کارخانه میباشد. با به کار بردن قابلیتهاي مدیریت تولید زمان حقیقی موجود در MES، اپراتورها میتوانند شروع و توقف کارها را ثبت نمایند و جریان کاري موجود در کارخانه را ردیابی نمایند. MES زمانبندي محدود دینامیکی ارائه میدهد تا اپراتورها به برنامه زمانبندي بهروز سطح کارخانه و نیز به توزیع زمان حقیقی نسبت به محل و زمان حادث شدن عمل دست یابند. با وجود این نوع مدیریت اجرا، شرکتها میتوانند سطح کارخانه را کنترل نمایند و بینایی لحظهاي نسبت به هر تغییر در جدول زمانبندي داشته باشند.
